引言 XMQ350×160 球磨机传统的传动系统上是采用自制齿轮减速机 构,传动系统质量重,造价高,加工周期长、安装拆卸难度大。 本文介绍了安装有摆线针轮减速机的XMQ350×160 型球磨机的结 构特点,阐述摆线针轮减速机应用在球磨机上的优势。 1 球磨机传动结构分析
球磨机是实验室磨矿主要设备,可供实验室湿法磨细矿石之用, 也可供冶金、建材、化工轻工、煤炭、水电、农业和地质实验工 作中的人工重砂、矿石技术加工等磨细物料之用[1]。传统球磨机 传动形式是齿轮传动。 传统 XMQ350×160 型球磨机主要技术参数是滚筒尺寸 Φ350×160 mm,电机功率1.1 kw,电机转速 910 r/min,滚筒转 速 63±2 r/min。图1为传统 XMQ350×160 型球磨机传动结构示 意图,电动机 2 经过齿轮系 3,带动球磨滚筒 1 滚动。由于空 间限制,只能采用两级齿轮减速,为了获得较高的减速比,需要 采用6 级电机驱动。 这种传动结构齿轮箱体积庞大,且都为非标零件,需要特殊加 工,加工难度大,质量重,造价高,安装拆卸难度大。
2 摆线针轮减速机的结构特点
摆线针轮减速机是采用摆线针尺啮合的、少齿差行星传动原理设 计而成的一种新型传动机械,已广泛地应用到各个领域 [2]。 摆线针轮减速机可分为:输入、减速、输出三个部分。在输入轴 上装有一个错位 180°的双偏心套,在偏心套上装有两个称为转 臂的滚柱轴承,形成H 机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上 转臂轴承的滚道,并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相 啮合,以组成齿差为一齿的内啮合减速机构。
与普通减速器比较,摆线针轮减速机具有一下优点:
1)结构紧凑、体积小。由于采用了行星传动原理,输入轴输出轴 在同一轴心线上,使其获得尽可能小的尺寸。 2)高速比、高效率。摆线针轮减速机单级传动速比能达到 1:87,效率在 90% 以上,如果采用多级传动,减速比更大。 3)运转平稳、噪声低。摆线针齿啮合齿数较多,重叠系数大,以 及具有机件平衡的机理,使振动和嗓声限制在最小程度。 4)使用可靠、寿命长。摆线针轮减速机主要零件采用高碳铬钢材 料,经淬火处理(HRC58~62)获得高强度,并且部分传动接触采 用了滚动摩擦,所以经久耐用寿命长。 1.球磨滚筒;2.电动机;3.摆线针轮减速机;4.小皮带轮;5.大 皮带轮
3 采用摆线针轮减速机的XMQ350×160型球磨机 采用摆线针轮减速机的球磨机传动系统如图2所示,电动机 2经过 摆线针轮减速机 3降低速度后,带动小皮带轮 4 旋转,球磨滚筒 1 与大皮带轮 5 通过螺栓连接固定。小皮带轮4 通过三角带带动 球磨滚筒1与大皮带轮 5 转动 [3]。 摆线针轮减速机的选型分如下几种情况 [4]: 1)减速机输入轴转速等于标准减速机额定转速时:P×KA/η ≤ P1P,式中:P— 负载功率kw、KA—工况系数、η—减速机效率、 P1P—减速机输入功率 kw ; 2)按减速机输出轴转矩选型时:T ≤TP,式中:T—负载工作转 矩 N · M、TP—减速机需用输出转矩 N · M,当减速机短期瞬 时载荷超过稳定载荷的 160% 时,应按尖峰载荷选择,应保证 Tmax/1.6 ≤ TP,式中:Tmax—负载最大尖峰转矩N · M;
3)减速机输入转速不等于额定转速时,应按 TC ≤ TP 选型: TC=(n/n1)1/ε,式中 :TC—计算工作转矩、n—实际输入转速 r/min、n1—减速机额定输入转速 r/min、ε—转臂轴承寿命指数 (球轴承ε=3,滚子轴承 ε=10/3)、TP—减速机需用输出转矩N · M、T—负载工作转矩。然后按T ≤ Tmax 验算,若满足则选型 合适,否则,应选择较大型号 ;
4)如果输入的转速是变化的,应根据使用条件确定。若要求功率 一定,则应按最低转速选型。若要求转矩一定,则应按最高转速 选型。 采用摆线针轮减速机的球磨机设计特点: 1)摆线针轮减速机属于成型产品,系列化程度高,规格齐全,在 球磨机上选用可缩短产品设计周期。 2)采用摆线针轮减速机的球磨机,由于去除了原有的齿轮箱,减 少零部件加工量,装配效率也大幅提高,从而加快产品的生产周 期,同时降低成本。 3)同等体积下,采用摆线针轮减速机的减速比要远大于齿轮减速 机,所以 XMQ350×160 型球磨机的电机可选用 4 极电机,从而 降低电机成本。 4)摆线针轮减速机与电机融为一体,结构简单、紧凑、体积小、 质量轻。 5)摆线针轮减速机已是专业化生产,质量稳定,故障率低,易于 保养维护。 4 结论
1)球磨机采用摆线针轮减速机,改变了笨重的传统传动结构,使 整机结构简化,减少零件数量,体积小,质量轻,造价低。 2)球磨机采用摆线针轮减速机,便于产品系列化,加快产品的设 计生产周期。 3)摆线针轮减速机专业化生产,已被广泛应用于各类机械设备, 产品质量好,价格低,且保养维修方便。
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